無鉛釬料與不銹鋼焊盤界面反應及其對焊點可靠性影響.pdf

1、隨著固態(tài)硬盤的快速發(fā)展，傳統(tǒng)機械硬盤的生存空間受到了前所未有的挑戰(zhàn)，所以提高機械硬盤的讀寫儲存能力成為傳統(tǒng)機械硬盤發(fā)展的唯一方向。在改進傳統(tǒng)機械硬盤的過程中，不銹鋼焊盤簡化了實際生產工藝，提高了硬盤儲存能力，因此以不銹鋼為焊盤的焊點的可靠性需要深入的研究。本課題主要研究無鉛釬料與不銹鋼焊盤形成的焊點界面反應及剪切力和機械沖擊可靠性。
　　本課題使用激光軟釬焊的連接方法，將常用共晶釬料Sn-3.0Ag-0.5Cu和四元合金釬料Sn-

2、2.0Ag-0.75Cu-0.07Ni與Au/Ni/Cu、Au/SUS304和Au/Ni/SUS304三種焊盤連接，形成了四種焊點結構SnAgCu-Au/Ni/Cu、SnAgCu-Au/SUS304、SnAgCu-Au/Ni/SUS304和SnAgCuNi-Au/Ni/SUS304。實驗中以實際的器件作為實驗材料，分別對四種互連結構進行等溫老化實驗和熱循環(huán)，再對部分試樣進行顯微組織觀察、剪切實驗和機械沖擊實驗。
　　通過等溫老化實

3、驗，研究了無鉛釬料與不銹鋼焊盤界面反應。通過界面反應的研究，分析了四種互連焊點界面金屬間化合物截面形貌、厚度和種類，發(fā)現(xiàn)SnAgCu-Au/Ni/SUS304和SnAgCuNi-Au/Ni/SUS304兩種焊點老化9天時，界面出現(xiàn)了連續(xù)層狀FeSn2化合物，其厚度隨著老化時間的增加而不斷增厚。通過240℃高溫老化24 h發(fā)現(xiàn)，SnAgCu-Au/Ni/SUS304焊點界面處出現(xiàn)了三元化合物（Au, Fe）Sn。
　　通過熱循環(huán)實驗

4、，研究了不銹鋼焊盤焊點剪切力性能。四種焊點剪切強度隨著熱循環(huán)周期的增加而逐漸減小。SnAgCu-Au/SUS304焊點界面處生成微小不連續(xù)FeSn2晶粒導致焊點剪切強度降低。SnAgCuNi-Au/Ni/SUS304焊點界面處生成的納米級FeSn2以及釬料較差的拉伸強度導致焊點剪切力降低。
　　通過機械沖擊實驗發(fā)現(xiàn)，不銹鋼焊盤對焊點抗機械沖擊性能有較大影響。驗證了SnAgCu-Au/SUS304和SnAgCuNi-Au/Ni/SU